1. 某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验,某小组设计了如图甲所示的实验电路.实验室中可选用的器材有:两节新干电池,电流表、电压表各一个,开关一个,阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω、50 Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干.

(1)如图乙所示的实物电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,然后结合图甲另画一根导线使电路连接正确.
(2)故障排除后,小华移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流表示数后,断开开关S,他直接拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验.闭合开关S,电压表示数如图丙所示,其示数是V,要完成这次实验,接下来他应将滑动变阻器滑片向(填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2 V.
(3)完成实验后,利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像,图中阴影部分“面积”表示的物理量是;进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可得出的实验结论是
.小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为Ω.
(1)如图乙所示的实物电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,然后结合图甲另画一根导线使电路连接正确.
(2)故障排除后,小华移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流表示数后,断开开关S,他直接拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验.闭合开关S,电压表示数如图丙所示,其示数是V,要完成这次实验,接下来他应将滑动变阻器滑片向(填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2 V.
(3)完成实验后,利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像,图中阴影部分“面积”表示的物理量是;进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可得出的实验结论是
.小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为Ω.
答案
(1)
(2)2.4 左
(3)定值电阻两端的电压 当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比 25
解析
【分析】
本题为探究“电流与电阻的关系”的电学实验综合题,解题思路如下:
1. 电路连接:对照甲图,电压表需并联在定值电阻R两端,乙图中电压表连接错误,需调整导线使电压表正确测量R两端电压。
2. 电压与滑动变阻器调节:更换更大阻值的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会升高,需结合电压表量程读数,再调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持2V不变。
3. 图像分析与滑动变阻器阻值计算:I-R图像中,阴影面积为I×R,对应定值电阻两端电压;根据图像特点得出电流与电阻的关系;结合电源电压和最大定值电阻对应的电流,计算滑动变阻器的最小阻值。
【解析】
(1) 甲图中电压表并联在定值电阻R两端,乙图中电压表测电源电压,连接错误。在连接电流表负接线柱与电压表负接线柱的导线上画“×”,将电压表负接线柱改接到定值电阻R左端(滑动变阻器与R的连接点),使电压表并联在R两端,电路连接正确。
(2) 电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。更换10Ω电阻为20Ω后,定值电阻分压增大,电压表示数大于2V,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,使定值电阻两端电压回到2V,因此滑片向左端移动。
(3) 图丁中阴影部分面积为I×R,由U=IR可知,表示定值电阻两端的电压;图线上任一点与坐标轴围成的矩形面积相等,说明定值电阻两端电压不变,故结论为:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。电源为两节新干电池,总电压U=3V;当定值电阻最大为50Ω时,电流最小为0.04A,总电阻R总=U/I=3V/0.04A=75Ω,滑动变阻器的最小阻值R滑=R总-R=75Ω-50Ω=25Ω。
【答案】
(1)
(2)2.4;左
(3)定值电阻两端的电压;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;25
【知识点】
探究电流与电阻的关系;欧姆定律;滑动变阻器的使用
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点,涵盖电路连接、电表读数、实验操作、图像分析及欧姆定律应用,是电学实验的典型题型,需学生熟练掌握实验原理与操作规范。
【难度系数】
0.5
本题为探究“电流与电阻的关系”的电学实验综合题,解题思路如下:
1. 电路连接:对照甲图,电压表需并联在定值电阻R两端,乙图中电压表连接错误,需调整导线使电压表正确测量R两端电压。
2. 电压与滑动变阻器调节:更换更大阻值的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会升高,需结合电压表量程读数,再调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持2V不变。
3. 图像分析与滑动变阻器阻值计算:I-R图像中,阴影面积为I×R,对应定值电阻两端电压;根据图像特点得出电流与电阻的关系;结合电源电压和最大定值电阻对应的电流,计算滑动变阻器的最小阻值。
【解析】
(1) 甲图中电压表并联在定值电阻R两端,乙图中电压表测电源电压,连接错误。在连接电流表负接线柱与电压表负接线柱的导线上画“×”,将电压表负接线柱改接到定值电阻R左端(滑动变阻器与R的连接点),使电压表并联在R两端,电路连接正确。
(2) 电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。更换10Ω电阻为20Ω后,定值电阻分压增大,电压表示数大于2V,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,使定值电阻两端电压回到2V,因此滑片向左端移动。
(3) 图丁中阴影部分面积为I×R,由U=IR可知,表示定值电阻两端的电压;图线上任一点与坐标轴围成的矩形面积相等,说明定值电阻两端电压不变,故结论为:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。电源为两节新干电池,总电压U=3V;当定值电阻最大为50Ω时,电流最小为0.04A,总电阻R总=U/I=3V/0.04A=75Ω,滑动变阻器的最小阻值R滑=R总-R=75Ω-50Ω=25Ω。
【答案】
(1)
(2)2.4;左
(3)定值电阻两端的电压;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;25
【知识点】
探究电流与电阻的关系;欧姆定律;滑动变阻器的使用
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点,涵盖电路连接、电表读数、实验操作、图像分析及欧姆定律应用,是电学实验的典型题型,需学生熟练掌握实验原理与操作规范。
【难度系数】
0.5
2. 小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器$R'$的规格是“20 Ω 2 A”。

(1)如图甲所示是小薇画出的电路图,小亮进行实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应)。
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 (
A. 电流表没调零
B. 电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5 A,电压表示数如图丁所示,记为

(4)探究电流与电阻关系时,在现有的器材中,要顺利完成5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω实验,电压表示数最小值定为
(5)以下实验与“探究电流与电阻的关系”进行多次测量的目的不相同的是 (
A. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
B. 探究杠杆的平衡条件
C. 用刻度尺测物体的长度
(1)如图甲所示是小薇画出的电路图,小亮进行实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应)。
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 (
A
)A. 电流表没调零
B. 电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5 A,电压表示数如图丁所示,记为
2.5
V;他们记录的数据如下表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第①
(填写实验序号)组,理由是第①次实验的电流不可能低于0.12 A(或电压不可能低于0.6 V)
。(4)探究电流与电阻关系时,在现有的器材中,要顺利完成5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω实验,电压表示数最小值定为
1.8
V。(5)以下实验与“探究电流与电阻的关系”进行多次测量的目的不相同的是 (
C
)A. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
B. 探究杠杆的平衡条件
C. 用刻度尺测物体的长度
答案
(1)
(2)A
(3)2.5 ① 第①次实验的电流不可能低于0.12 A(或电压不可能低于0.6 V)
(4)1.8
(5)C
解析
【分析】
本题围绕“探究电流与电压、电阻的关系”实验展开,需结合电路连接规则、电流表使用注意事项、欧姆定律、串联电路分压规律、实验数据处理及多次测量的目的等知识点解题。具体思路:
1. 补画电路图:对应实物电路,明确滑动变阻器的连接方式,补全虚线框内的滑动变阻器符号;
2. 电流表指针异常:开关闭合前指针在零刻度线左端,是电流表未调零;正负接线柱接反会导致开关闭合后指针反向偏转,据此判断;
3. 电压表示数读取:根据电源电压确定电压表量程,结合分度值读数;计算电路最小电流,对比实验数据判断拼凑的组别;
4. 定值电阻最小电压:利用串联分压规律,当定值电阻最大、滑动变阻器最大时,计算定值电阻两端的最小控制电压;
5. 多次测量目的:明确探究电流与电阻关系的多次测量目的是找普遍规律,对比各选项实验的目的,选出不同的。
【解析】
(1) 实物电路中,滑动变阻器串联在电路中,滑片P的连接对应实物,虚线框内补画滑动变阻器(符号与实物连接一致),如图:
;
(2) 开关闭合前电流表指针在零刻度线左端,说明电流表使用前未调零;若正负接线柱接反,开关闭合后指针会反向偏转,故选A;
(3) 电源为两节新干电池,总电压$U_{总}=2×1.5V=3V$,电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,示数为2.5V;第①组实验中,定值电阻$R=5Ω$,滑动变阻器最大阻值$R'_{最大}=20Ω$,电路最小电流$I_{最小}=\frac{U_{总}}{R+R'_{最大}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$,而第①组电流为0.1A,小于最小电流,因此第①组数据有拼凑嫌疑;
(4) 探究电流与电阻关系时,需控制定值电阻两端电压不变,设该电压为$U$;当定值电阻最大为30Ω,滑动变阻器最大为20Ω时,串联电路电压与电阻成正比,即$\frac{U}{U_{总}-U}=\frac{R_{最大}}{R'_{最大}}$,代入数据得$\frac{U}{3V-U}=\frac{30Ω}{20Ω}$,解得$U=1.8V$,即电压表示数最小值为1.8V;
(5) “探究电流与电阻的关系”多次测量目的是寻找普遍规律;A选项探究滑动摩擦力大小的因素,多次测量是为了寻找普遍规律;B选项探究杠杆的平衡条件,多次测量是为了寻找普遍规律;C选项用刻度尺测物体的长度,多次测量是为了减小误差,故选C。
【答案】
(1)
(2) A
(3) 2.5;①;第①次实验的电流不可能低于0.12 A(或电压不可能低于0.6 V)
(4) 1.8
(5) C
【知识点】
欧姆定律;探究电流与电压、电阻的关系;串联电路分压规律
【点评】
本题为电学实验综合题,全面考查探究电流与电压、电阻关系实验的核心知识点,涵盖电路连接、电表使用、欧姆定律应用、实验数据判断等,需学生熟悉实验原理与操作细节,具备一定的分析计算能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究电流与电压、电阻的关系”实验展开,需结合电路连接规则、电流表使用注意事项、欧姆定律、串联电路分压规律、实验数据处理及多次测量的目的等知识点解题。具体思路:
1. 补画电路图:对应实物电路,明确滑动变阻器的连接方式,补全虚线框内的滑动变阻器符号;
2. 电流表指针异常:开关闭合前指针在零刻度线左端,是电流表未调零;正负接线柱接反会导致开关闭合后指针反向偏转,据此判断;
3. 电压表示数读取:根据电源电压确定电压表量程,结合分度值读数;计算电路最小电流,对比实验数据判断拼凑的组别;
4. 定值电阻最小电压:利用串联分压规律,当定值电阻最大、滑动变阻器最大时,计算定值电阻两端的最小控制电压;
5. 多次测量目的:明确探究电流与电阻关系的多次测量目的是找普遍规律,对比各选项实验的目的,选出不同的。
【解析】
(1) 实物电路中,滑动变阻器串联在电路中,滑片P的连接对应实物,虚线框内补画滑动变阻器(符号与实物连接一致),如图:
(2) 开关闭合前电流表指针在零刻度线左端,说明电流表使用前未调零;若正负接线柱接反,开关闭合后指针会反向偏转,故选A;
(3) 电源为两节新干电池,总电压$U_{总}=2×1.5V=3V$,电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,示数为2.5V;第①组实验中,定值电阻$R=5Ω$,滑动变阻器最大阻值$R'_{最大}=20Ω$,电路最小电流$I_{最小}=\frac{U_{总}}{R+R'_{最大}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$,而第①组电流为0.1A,小于最小电流,因此第①组数据有拼凑嫌疑;
(4) 探究电流与电阻关系时,需控制定值电阻两端电压不变,设该电压为$U$;当定值电阻最大为30Ω,滑动变阻器最大为20Ω时,串联电路电压与电阻成正比,即$\frac{U}{U_{总}-U}=\frac{R_{最大}}{R'_{最大}}$,代入数据得$\frac{U}{3V-U}=\frac{30Ω}{20Ω}$,解得$U=1.8V$,即电压表示数最小值为1.8V;
(5) “探究电流与电阻的关系”多次测量目的是寻找普遍规律;A选项探究滑动摩擦力大小的因素,多次测量是为了寻找普遍规律;B选项探究杠杆的平衡条件,多次测量是为了寻找普遍规律;C选项用刻度尺测物体的长度,多次测量是为了减小误差,故选C。
【答案】
(1)
(2) A
(3) 2.5;①;第①次实验的电流不可能低于0.12 A(或电压不可能低于0.6 V)
(4) 1.8
(5) C
【知识点】
欧姆定律;探究电流与电压、电阻的关系;串联电路分压规律
【点评】
本题为电学实验综合题,全面考查探究电流与电压、电阻关系实验的核心知识点,涵盖电路连接、电表使用、欧姆定律应用、实验数据判断等,需学生熟悉实验原理与操作细节,具备一定的分析计算能力。
【难度系数】
0.5
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